Citation: Honggen Peng, Jiawei Ying, Jingyan Zhang, Xianhua Zhang, Cheng Peng, Cheng Rao, Wenming Liu, Ning Zhang, Xiang Wang. La-doped Pt/TiO2 as an efficient catalyst for room temperature oxidation of low concentration HCHO[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2017, 38(1): 39-47. doi: 10.1016/S1872-2067(16)62532-9
La掺杂TiO2负载Pt催化剂制备及其室温氧化低浓度甲醛
活性测试结果表明,纯TiO2催化剂上甲醛转化率在5%以下,有可能是物理吸附或可见光催化所致.负载0.5% Pt后,Pt/TiO2和Pt/La-TiO2甲醛转化率均高于80%,尤其是La掺杂活性高达96%以上,且在连续反应8 h甚至延长至40 h后其活性均未见下降趋势.电镜结果表明,La掺杂Pt/La-TiO2催化剂中Pt粒径从未掺杂的2.2 nm降至1.7 nm;CO程序升温脱附测试表明,Pt/La-TiO2/Pt的分散度达66%,而未掺杂样品仅为51%;X射线光电子能谱测试表明,Pt/La-TiO2的表面氧物种高于Pt/TiO2催化剂,说明La掺杂增强了Pt和载体间的相互作用.为探讨Pt/La-TiO2商业化应用前景,将粉体Pt/La-TiO2涂覆在堇青石蜂窝陶瓷上制备成整体催化剂.该整体催化剂在容积为2 m3的密室测试中5 min内即可将浓度为0.5 ppm的甲醛将至0.02 ppm以下.该催化剂在存放3个月后活性略有下降,但在10 min内仍可将甲醛浓度降至0.08ppm,达到室内甲醛排放标准.
综上,本文成功制备了La掺杂Pt/La-TiO2用于室内低浓度甲醛催化氧化,该催化剂表现出优异的催化性能.通过多种表征手段表明,La修饰后贵金属Pt纳米粒子尺寸减小、分散度提高及Pt与载体间相互作用增强是其活性优异的主要原因.以Pt/La-TiO2粉体制备的整体催化剂同样表现出了高的催化性能,具有工业应用前景.
English
La-doped Pt/TiO2 as an efficient catalyst for room temperature oxidation of low concentration HCHO
-
Key words:
- Low-concentration formaldehyde
- / Room-temperature oxidation
- / Rare earth
- / Lanthanum doping
- / Platinum
- / Titania
- / Monolithic catalyst
-
-
[1] J. Quiroz Torres, S. Royer, J. P. Bellat, J. M. Giraudon, J. F. Lamonier, ChemSusChem, 2013, 6, 578-592.
-
[2] Z. H. Xu, J. G. Yu, M. Jaroniec, Appl. Catal. B, 2015, 163, 306-312.
-
[3] C. B. Zhang, H. He, K. I. Tanaka, Catal. Commun., 2005, 6, 211-214.
-
[4] B. B. Chen, C. Shi, M. Crocker, Y. Wang, A. M. Zhu, Appl. Catal. B, 2013, 132-133, 245-255.
-
[5] B. Y. Bai, Q. Qiao, J. H. Li, J. M. Hao, Chin. J. Catal., 2017, 38, 102-122.
-
[6] Y. N. Shen, X. Z. Yang, Y. Z. Wang, Y. B. Zhang, H. Y. Zhu, L. Gao, M. L. Jia, Appl. Catal. B, 2008, 79, 142-148.
-
[7] X. F. Tang, Y. G. Li, X. M. Huang, Y. D. Xu, H. Q. Zhu, J. G. Wang, W. J. Shen, Appl. Catal. B, 2006, 62, 265-273.
-
[8] X. F. Tang, J. L. Chen, X. M. Huang, Y. D. Xu, W. J. Shen, Appl. Catal. B, 2008, 81, 115-121.
-
[9] C. B. Zhang, F. D. Liu, Y. P. Zhai, H. Ariga, N. Yi, Y. C. Liu, K. Asakura, M. Flytzani-Stephanopoulos, H. He, Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51, 9628-9632.
-
[10] H. B. Huang, D. Y. C. Leung, J. Catal., 2011, 280, 60-67.
-
[11] H. B. Huang, D. Y. C. Leung, ACS Catal., 2011, 1, 348-354.
-
[12] S. Srisuda, B. Virote, J. Environ. Sci., 2008, 20, 379-384.
-
[13] T. Okachi, M. Onaka, J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 2306-2307.
-
[14] H. Nakayama, A. Hayashi, T. Eguchi, N. Nakamura, M. Tsuhako, Solid State Sci., 2002, 4, 1067-1070.
-
[15] C. H. Ao, S. C. Lee, J. Z. Yu, J. H. Xu, Appl. Catal. B, 2004, 54, 41-50.
-
[16] B. Ohtani, Chem. Lett., 2008, 37, 217-229.
-
[17] J. H. Mo, Y. P. Zhang, Q. J. Xu, J. J. Lamson, R. Y. Zhao, Atmos. Envi-ron., 2009, 43, 2229-2246.
-
[18] S. Sun, J. J. Ding, J. Bao, C. Gao, Z. M. Qi, C. X. Li, Catal. Lett., 2010, 137, 239-246.
-
[19] D. W. Kwon, P. W. Seo, G. J. Kim, S. C. Hong, Appl. Catal. B, 2015,163, 436-443.
-
[20] L. Zeng, W. L. Song, M. H. Li, D. W. Zeng, C. S. Xie, Appl. Catal. B, 2014, 147, 490-498.
-
[21] J. Quiroz, J. M. Giraudon, A. Gervasini, C. Dujardin, C. Lancelot, M. Trentesaux, J. F. Lamonier, ACS Catal., 2015, 5, 2260-2269.
-
[22] N. H. An, Q. S. Yu, G. Liu, S. Y. Li, M. J. Jia, W. X. Zhang, J. Hazard. Mater., 2011, 186, 1392-1397.
-
[23] B. Y. Bai, Q. Qiao, J. H. Li, J. M. Hao, Chin. J. Catal., 2017, 38, 27-31.
-
[24] H. Y. Chen, M. N. Tang, Z. B. Rui, H. B. Ji, Ind. Eng. Chem. Res., 2015, 54, 8900-8907.
-
[25] C. Y. Ma, D. H. Wang, W. J. Xue, B. J. Dou, H. L. Wang, Z. D. Hao, En-viron. Sci. Technol., 2011, 45, 3628-3634.
-
[26] B. Y. Bai, H. Arandiyan, J. H. Li, Appl. Catal. B, 2013, 142-143, 677-683.
-
[27] H. Y. Chen, Z. B. Rui, H. B. Ji, Chin. J. Catal., 2015, 36, 188-196.
-
[28] L. H. Nie, A. Y. Meng, J. G. Yu, M. Jaroniec, Sci. Rep., 2013, 3, 3215.
-
[29] H. B. Huang, X. G. Ye, H. L. Huang, L. Zhang, D. Y. C. Leung, Chem. Eng. J., 2013, 230, 73-79.
-
[30] X. Wang, R. J. Gorte, J. P. Wagner, J. Catal., 2002, 212, 225-230.
-
[31] W. J. Shen, A. Kobayashi, Y. Ichihashi, Y. Matsumura, M. Haruta, Catal. Lett., 2001, 73, 161-165.
-
[32] M. S. Jin, H. Y. Liu, H. Zhang, Z. X. Xie, J. Y. Liu, Y. N. Xia, Nano Res., 2010, 4, 83-91.
-
[33] X. Wang, D. P. Liu, J. Q. Li, J. M. Zhen, F. Wang, H. J. Zhang, Chem. Sci., 2015, 2015, 2877-2884.
-
[34] J. S. Tian, H. G. Peng, X. L. Xu, W. M. Liu, Y. H. Ma, X. Wang, X. J. Yang, Catal. Sci. Technol., 2015, 5, 2270-2281.
-
[35] X. L. Xu, X. Wang, Y. C. Li, J. S. Tian, W. M. Liu, Z. X. Gao, Z. Phys. Chem., 2014, 228, 27-48.
-
[36] X. Wang, J. S. Tian, Y. H. Zheng, X. L. Xu, W. M. Liu, X. Z. Fang, ChemCatChem, 2014, 6, 1604-1611.
-
[37] H. G. Peng, Y. H. Ma, W. M. Liu, X. L. Xu, X. Z. Fang, J. Lian, X. Wang, C. Q. Li, W. F. Zhou, P. Yuan, J. Energy Chem., 2015, 24, 416-424.
-
[38] Y. H. Ma, X. Wang, X. J. You, J. J. Liu, J. S. Tian, X. L. Xu, H. G. Peng, W. M. Liu, C. Q. Li, W. F. Zhou, P. Yuan, X. H. Chen, ChemCatChem, 2014, 6, 3366-3376.
-
[39] J. J. Liu, H. G. Peng, W. M. Liu, X. L. Xu, X. Wang, C. Q. Li, W. F. Zhou, P. Yuan, X. H. Chen, W. G. Zhang, H. B. Zhan, ChemCatChem, 2014, 6, 2095-2104.
-
[40] L. Zhang, L. Wang, Z. Y. Jiang, Z. X. Xie, Nanoscale Res. Lett., 2012, 7, 312-318.
-
[41] T. T. Zhang, H. Y. Zhao, S. N. He, K. Liu, H. Y. Liu, Y. D. Yin, C. B. Gao, ACS Nano, 2014, 8, 7297-7304.
-
[42] H. X. Hei, H. He, R. Wang, X. J. Liu, G. Z. Zhang, Soft Nanosci. Lett., 2012, 2, 34-40.
-
[43] Y. S. She, Q. Zheng, L. Li, Y. Y. Zhan, C. Q. Chen, Y. H. Zheng, X. Y. Lin, Int. J. Hydrogen Energy, 2009, 34, 8929-8936.
-
[44] J. R. Gaudet, A. De La Riva, E. J. Peterson, T. Bolin, A. K. Datye, ACS Catal., 2013, 3, 846-855.
-
[45] F. Wang, G. X. Lu, J. Power Sources, 2008, 181, 120-126.
-
[46] D. Gonzalez, E. Lima, N. Martín, Ind. Eng. Chem. Res., 2007, 46, 4335-4340.
-
[47] C. Anjaneyulu, G. Naresh, V. V. Kumar, J. Tardio, T. V. Rao, A. Venu-gopal, ACS Sustain. Chem. Eng., 2015, 3, 1298-1305.
-
[48] S. Colussi, C. de Leitenburg, G. Dolcetti, A. Trovarelli, J. Alloys Compd., 2004, 374, 387-392.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 1
- 文章访问数: 1530
- HTML全文浏览量: 183

下载: